用RAPD标记检测庙台槭自然居群的遗传结构和遗传分化

庙台槭（Acer miaotaiense）是槭树科槭属的多年生乔木，为我国特有种，现 仅零星分布于陕西秦岭、巴山山地及甘肃天水一带，总计百余株个体，已被列为 国家三级珍稀濒危保护植物。庙台槭是槭属中较为原始的一类，在大巴山北坡有 分布东移的现象，对探讨该属的系统演化、地理分布及秦岭植物区系有相当重要 的价值。目前对庙台槭的研究较少且主要集中在生殖生物学领域，本文试图通过 RAPD分子标记研究庙台槭自然居群的遗传结构和种内遗传多样性，探讨导致其濒 危的可能原因，预测其遗传学命运并提出一些保护意见作为参考。 研究结果表明：用改良的CTAB法提取庙台槭总DNA的效果良好，可有效地 去除酚类化合物、多糖、小分子有机物等杂质的干扰，提取物可用于随后的多态 性分析。通过优化RAPD反应体系可得到清晰稳定可重复性高的扩增带型，最终反 应体系为：Taq酶（3U/μl）lul，PCR缓冲液（10×）3μl，MgCl2（50mmol/L）1.5μl， dNTP（10mmol/L）0.6μl，引物（10mer）12μl，模板DNA（4ng/μl）3μl，纯净水 8.9μl。 用RAPD标记对庙台槭3个居群共39个个体进行了遗传多样性检测，20个10 碱基寡聚核苷酸引物共检测到128个位点，其中多态位点68个，多态位点比率为 53.13％。秦岭北坡居群、秦岭南坡和巴山居群、甘肃天水居群检测到的多态位点 数依次为：24、58、47个，多态位点比率分别为：18.75％、42.9％、32.78％。用Shannon 多样性指数估计3个居群的遗传多样性，得到了与多态位点比率相似的结果。说 明庙台槭的遗传多样性水平较低，这可能是导致庙台槭濒危的原因之一。庙台槭 居群的遗传分化系数（Gst）为0.4154，表明居群之间已有明显的遗传分化发生。 根据RAPD数据对庙台槭39个个体进行Ward聚类分析，结果可将39个个体 分开，3个居群都有明显的以彼此为中心聚集的趋势，说明居群之间已有较高程 度的遗传分化，居群内部个体之间的相似程度较高。各居群内的条带共享率较高、 欧氏距离均数、Nei遗传距离均数都较小，反映出居群内部有较高的一致度。产 生这种现象的可能原因是地理隔离形成小种群，使有效居群大小减小，引起近交 衰退，增加了居群内的纯合性。同时遗传漂变的发生可能造成一些等位基因的丢 失和另一些等位基因的固定使居群内遗传多样性减少。 用PCA法分析了遗传变异与生境间的关系，前三个主分量共代表了83．33％的 变异。X轴为第一主分量，代表了37．39％的变异，从个体的梯度变化规律来看， 此轴与纬度有关，基本上反映了纬度的差异。Y轴为第H个主分量，代表了26．30％ 的变异，基本上反映了水分变化的趋势。Z轴代表第三个主分量，表示了19．64％ 的变异，在很大程度上反映了温度变化的规律。PCA分析可将不同居群区分开， 结果与Ward聚类一致。 根据本文的结果，并结合以前的有关研究分析，导致庙台械濒危的可能原因 是：l)有性生殖过程存在障碍。2)地理隔离严重，基因流受阻，受遗传漂变影 响很大，遗传多样性水平较低。3)人为破坏十分严重。建议应采取的保护措施是： l)同时进行就地和迁地保护，迅速增加庙台械个体的数量。2)通过撒播种子或 利用营养繁殖来增加有效居群大小。3)加强宣传教育，提高公民保护意识。同时 建议将庙台械的种质资源纳入国家超低温种质保存库中。